CN101003958A - 多孔性填料及其制备方法、以及多孔性填料浆和纸 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种混合到纸中时蓬松化效果好和白纸不透明度高、并且具有合适的平均粒径和狭窄的粒度分布、可提高纸的表面强度和内部结合强度的多孔性填料。还提供一种蓬松且不透明度、表面强度和内部结合强度高的纸。本发明的多孔性填料包括核心粒子和附着在该核心粒子周围的二氧化硅化合物，其中：核心粒子的质量比例相对于100质量份二氧化硅化合物为0.1～40质量份；多孔性填料的比表面积为20～200m2/g，并且细孔孔径为0.10～0.80μm。本发明的纸含有上述多孔性填料。
Description
技术领域
本发明涉及用于纸的膨松化的多孔性填料以及多孔性填料浆。另外，还涉及混合有多孔性填料的纸。
背景技术
从节约资源和减少物流费用的角度、以及提高环境保护运动的社会要求等出发，期望实现纸的轻量化。但是，一旦使纸轻量化，则纸厚度减小，不透明度降低，背面侧的打印内容会透过，所以存在不但难以阅读、而且破坏纸的高级感的问题。因此，要求在保持纸厚的基础上实现轻量化、即膨松化。
作为纸的膨松化方法，例如已知有：适当选择作为纸的主原料的木材纸浆的方法，对纸浆进行打浆、丝光处理或加酶处理的方法，缓和抄纸时施加的湿式压榨机压力或平滑化处理的压力的方法，以及将界面活性剂等膨松剂添加到纸浆中的方法等。
但是，在这些方法中，不但不能使纸充分膨松，而且在使用膨松剂的情况下进行抄纸时还存在起泡的问题。
因此，提出了一种添加体积比重小的填料的方法。例如提出了：混合针状、柱状、毯栗状碳酸钙等平均长径比高的填料的方法(参照专利文献1)，混合中空的合成有机物胶囊的方法(参照专利文献2)，以及混合无定形二氧化硅或无定形硅酸、沸石等多孔性填料的方法(参照专利文献3)等。
然而，对于针状、柱状、毯栗状碳酸钙等平均长径比高的填料，虽然粒径越大体积比重越小，但是将这种填料混合到纸中时，由于抄纸时的剪切(シエア)、辊夹持等机械负荷会破坏多孔性填料的多孔性结构，不能得到充分的膨松化效果，这也是事实。另外，混合中空的合成有机物胶囊的方法虽然显示出优良的膨松化效果，但是因为价格高昂，所以难以适用于具有通用性的打印用纸。
多孔性填料不但在纸的膨松化效果方面优良，并且打印时吸收墨成分的能力比其他填料更好，但是与碳酸钙或滑石相比，提高纸的不透明度的能力降低。另外，因为粒度分布宽，所以表面强度弱，产生由粗大离子引起的打印时粘连或掉粉的问题，同时产生由微细粒子引起的纤维间结合强度(内部结合强度)降低的问题。
因此，作为提高纸的不透明度的方法，提出了混合二氧化钛等高折射率的填料的方法。但是，由于二氧化钛的粒径微小至0.2～0.3μm，利用率变低，所以在专利文献4中提出了使二氧化钛、碳酸钙、白炭黑等复合化的复合粒子。另外，在专利文献5中提出了一种由二氧化硅或硅酸盐和轻质碳酸钙构成、且轻质碳酸钙比二氧化硅或硅酸盐多的复合粒子。
另外，作为去除粗大粒子的方法，提出了使用振动筛等进行分级处理、或者对反应结束后的浆料进行湿式粉碎的方法(参照专利文献6)。此外，还公开了如下方法(参照专利文献7)：通过在多孔性填料的制备工序中彻底地实施粉碎处理，从而减少粗大粒子，减小平均粒径，并减少1μm以下的微细粒子的生成。
专利文献1：日本特开平10-226974号公报(日本特许第3227421号公报)
专利文献2：日本特开平11-12993号公报
专利文献3：日本特许第3306860号公报(日本特开平10-226982号公报)
专利文献4：日本特开2002-29739号公报(日本特许第3392109号公报)
专利文献5：日本特开2003-212539号公报
专利文献6：日本特开平5-301707号公报
专利文献7：日本特许第2908253号公报(日本特开平8-91820号公报)
但是，在专利文献4记载的复合粒子中，二氧化钛与其他填料相比价格昂贵，所以从成本方面考虑，二氧化钛在通用性高的打印用纸上的使用量是有限的，不能充分确保白纸的不透明度。专利文献5记载的复合粒子对纸的膨松化效果不足。
另外，分级处理虽然可以除去粗大粒子，但是膨松化效果不足，除此之外，利用率降低。另外，在专利文献6记载的湿式粉碎中，因为利用粉碎处理增加了微细粒子，所以将得到的多孔性填料混合到纸中时不能确保内部结合强度。并且，利用粉碎破坏了多孔性填料的多孔性结构，使多孔性填料的膨松性降低。根据专利文献7记载的方法，虽然可在保持膨松化效果的情况下减少粗大粒子，但是即使不用湿式粉碎，也可以利用制备工序中的彻底的粉碎处理来增加微细粒子量。因此，混合到纸中时的纤维间结合(内部结合强度)降低，并且含有多孔性填料的液体的粘性增加。
发明内容
本发明提供混合到纸中时膨松化效果好以及白纸不透明度高、并且具有合适的平均粒径和狭窄的粒度分布、可提高纸的表面强度和内部结合强度的多孔性填料及其制备方法，以及用于得到该多孔性填料的浆料。还提供一种膨松且不透明度、表面强度和内部结合强度高的纸。
本发明包括以下构成。
[1]多孔性填料，含有核心粒子和附着在该核心粒子周围的二氧化硅化合物，其特征在于：
核心粒子的质量比例相对于100质量份二氧化硅化合物为0.1～40质量份；
多孔性填料的比表面积为20～200m2/g，并且细孔孔径为0.10～0.80μm。
[2]根据[1]记载的多孔性填料，其特征在于：平均粒径为10～40μm。
[3]多孔性填料浆，在其分散剂中含有多孔性填料，该多孔性填料具有核心粒子和附着在该核心粒子周围的二氧化硅化合物，其特征在于：
核心粒子的质量比例相对于100质量份二氧化硅化合物为0.1～40质量份；
多孔性填料浆的电解质浓度为35～80g/L。
[4]根据[3]记载的多孔性填料浆，其pH为6.6～7.8。
[5]多孔性填料的制备方法，包括如下工序：在硅酸碱性水溶液中添加核心粒子后，添加无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液，进行中和，使核心离子周围析出二氧化硅化合物，从而调制含有多孔性填料的多孔性填料浆；以及从该多孔性填料浆中回收多孔性填料，该制备方法的特征在于：
核心粒子的添加量相对于100质量份二氧化硅化合物为0.1～40质量份，并使多孔性填料浆中的电解质浓度为35～80g/L。
[6]根据[5]记载的多孔性填料的制备方法，使多孔性填料浆的pH为6.6～7.8。
[7]纸，其特征在于：含有[1]或[2]记载的多孔性填料。
本发明的多孔性填料在混合到纸中时的膨松化效果好以及白纸不透明度高，并且具有合适的平均粒径和狭窄的粒度分布，可提高纸的表面强度和内部结合强度。
根据本发明的多孔性填料浆和多孔性填料的制备方法，混合到纸中时的膨松化效果好以及白纸不透明度高，并且具有合适的平均粒径和狭窄的粒度分布，可得到纸的表面强度和内部结合强度高的多孔性填料。
本发明的纸非常膨松，且不透明度、表面强度和内部结合强度高。
具体实施方式
(多孔性填料)
本发明的多孔性填料是包括核心粒子和附着在该核心粒子周围的二氧化硅化合物的复合粒子。
作为核心粒子的材质，可以列举的有：例如高岭土、煅烧高岭土、碳酸钙、硫酸钡、二氧化钛、滑石、氧化铝、碳酸镁、氧化镁、氢氧化镁等。其中，碳酸钙、高岭土、滑石由于成本便宜，因此优选。另外，碳酸钙可列举轻质碳酸钙、重质碳酸钙等。
另外，作为核心粒子的形状，可列举纺锤状、立方体状、柱状、花瓶状、针状、扁平状(板状)、球状、不固定形状等。
核心粒子的质量比例相对于100质量份二氧化硅化合物为0.1～40质量份，优选为0.5～30质量份，更优选为1～24质量份。本发明人经过研究判定：若核心粒子的质量比例大于等于0.1质量份，则可减小多孔性填料的粒度分布，从而可提高纸的表面强度和内部结合强度。还判定：若核心粒子的质量比例小于等于40质量份，则不但可减小多孔性填料的粒度分布，而且可充分发挥膨松化效果。此外还判定：多孔性填料的透明性降低，且混合到纸中时的不透明性提高。
另外，在将多孔性填料的粉末样品制成锭剂后，利用荧光X射线分析来测定各元素的氧化物的量，从而求得核心粒子的质量比例。
核心粒子的平均粒径优选为0.2～7.0μm。核心粒子的平均粒径可使用砂磨机等粉碎设备进行调整。此时，可以使用聚丙烯酸盐、聚羧酸盐、六偏磷酸盐、焦磷酸盐等分散剂。
本发明中的平均粒径是指利用激光衍射法测定的体积累积为50％时的值。
构成多孔性填料的二氧化硅化合物具体是二氧化硅和/或硅酸盐。所谓硅酸盐是用通式xM2O·ySiO2、xMO·ySiO2、xM2O3·ySiO2中的任意一个表示的化合物，M是Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti、Zn中的任意一种(x、y是任意的正数值)。
本发明的多孔性填料的比表面积为20～200m2/g，优选为20～150m2/g。本发明人经过研究判定：当多孔性填料的比表面积大于等于20m2/g时，多孔性填料的粒度分布变窄，微细粒子和粗大粒子变少，所以提高了内部结合强度和表面强度。还判定出：当比表面积小于等于200m2/g时，多孔性填料的强度增大，利用调制纸浆浆料时的剪切力和压榨机压力、压延机处理压力难以压碎，混合到纸中时的膨松性提高。并且，提高了多孔性填料的不透明度，而且抄入到纸中时的不透明度升高。
本发明中的比表面积是利用水银压入法测定的值，是假设细孔形状为几何的圆柱时全部细孔的表面积，是由测定范围内的压力和压入的水银量的关系求得的值。
本发明的多孔性填料的细孔孔径为0.10～0.80μm，优选为0.15～0.80μm。由于多孔性填料的细孔孔径大于等于0.10μm，因此多孔性填料的凝聚结合力增强，多孔性填料的强度增大，利用调制纸浆浆料时的剪切力和压榨机压力、压延机处理压力难以压碎，混合到纸中时的膨松性提高。另外，本发明人经过研究发现：当多孔性填料的细孔孔径小于等于0.80μm时，则多孔性填料的粒度分布变窄。其结果可知，微细粒子和粗大粒子减少，内部结合强度和表面强度提高。
本发明中的细孔孔径是利用水银压入法测定的值，是由积分比表面积曲线得到的中间细孔直径。
本发明的多孔性填料的平均粒径优选为10～40μm，更优选15～30μm。当多孔性填料的平均粒径大于等于10μm时，则混合到纸中时的膨松化效果更好，当平均粒径小于等于40μm时，则存在于纸面上的粗大粒子减少，可防止由于粗大粒子脱落引起表面强度下降。
另外，作为多孔性填料的粒度分布，标准偏差(6)优选小于等于0.350，更优选小于等于0.300。在为这种粒度分布时，粗大粒子和微细粒子同时进一步减少，当混合到纸中时，可得到更加优良的表面强度和内部结合强度。
上述多孔性填料不但含有特定量的核心粒子和配置在核心粒子周围的二氧化硅化合物，而且具有特定范围的比表面积和细孔孔径。通过使比表面积和细孔孔径处于上述特定范围，从而不仅可确保多孔性填料的膨松性，还可提高不透明度。这种多孔性填料具有充分的膨松性，同时具有强度，所以在调制造纸中的纸浆浆料时，即使施加剪切力，或者即使在进行抄纸时的压榨机处理和压延机处理时施加压力，也难以破坏多孔性结构。因此，由于以确保多孔性的状态包含在纸中，所以可使得到的纸充分膨松。
另外，由于上述多孔性填料含有二氧化硅化合物和比二氧化硅化合物少的特定量的核心粒子，从而具有微细粒子和粗大粒子都较少的狭窄的粒度分布，在混合到纸中时可提高纸的表面强度和内部结合强度。
另外，当上述多孔性填料混合到纸中时，除了可提高白纸的不透明度外，在抄入到纸中时可充分膨松。
(多孔性填料浆)
本发明的多孔性填料浆用于得到上述多孔性填料，其在分散剂中含有具有核心粒子和附着在该核心粒子周围的二氧化硅化合物的多孔性填料。作为分散剂，可列举水、各种有机溶剂。
该多孔性填料中的核心粒子的质量比例相对于100质量份二氧化硅化合物为0.1～40质量份，优选为0.5～30质量份，更优选为1～24质量份。
本发明的多孔性填料浆的电解质浓度为35～80g/L，优选45～80g/L，更优选55～80g/L。本发明人经过研究判定：当电解质浓度大于等于35g/L时，可抑制粒子过度凝聚，可使多孔性填料的比表面积小于等于200m2/g，还可以使细孔孔径大于等于0.10μm。并且，使多孔性填料的比表面积和细孔孔径处于上述范围的结果表明：即使利用将多孔性填料添加到纸浆浆料中后由搅拌产生的剪切力、以及混合到纸中后的压榨机压力和压延机处理压力，也难以破坏得到的多孔性填料的多孔性结构。
另一方面，可以判定：当电解质浓度小于等于80g/L时，则可使多孔性填料的比表面积大于等于20m2/g，并且可使细孔孔径小于等于0.80μm。此外还可判定：因为可使多孔性填料的粒度分布变窄，并使微细粒子和粗大粒子同时减少，所以在将多孔性填料混合到纸中时，可提高纸的内部结合强度和表面强度。
在此，所谓电解质是指溶解于水中时产生阳离子和阴离子的物质，具体可列举：NaHSO4、NaHCO3、NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaH2PO4、Na2HPO4、Na3PO4、KCl、K2SO4、K2CO3、Ca(HCO3)2、CH3COONa、CuSO4、FeCl3、CH3COONH4、MgCl2、Mg(OH)2、MgCl2·Mg(OH)2、NaCl、NH4Cl、CaCl2、AlCl3、NaNO3、NH4NO3、Ca(NO3)2、Al(NO3)3、(NH4)2SO4、CaSO4、Al2(SO4)3等。
多孔性填料浆的pH优选大于2.5小于等于10，更优选6.6～7.8。当多孔性填料浆的pH小于等于2.5时，则腐蚀性增强，当超过10时，则粘度增大，造纸时容易发生不良状况。
为了求得多孔性填料浆的电解质浓度，首先，用滤纸(5C，例如アドバンテツク社制造的滤纸)过滤多孔性填料浆，去除固体成分后，测定所得到的滤液的体积。接着，对该滤液进行干燥，测定由电解质构成的干燥固体的质量，通过(干燥固体的质量)/(滤液体积)来求取。
另外，多孔性填料浆中的电解质不只来源于在后述制备方法中使用的无机酸的金属盐，还来源于硅酸钠水溶液和无机酸溶液中的离子等。因此，电解质浓度未必仅仅由无机酸的金属盐添加量来决定。
在硅酸碱性水溶液中添加核心粒子后，添加无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液，使核心粒子周围析出二氧化硅化合物，由此得到多孔性填料浆。
在此，硅酸碱性水溶液虽然没有特殊限制，但优选硅酸钠水溶液或硅酸钾水溶液。从可以有效制备多孔性填料考虑，硅酸碱性水溶液的浓度优选为3～15质量％，当硅酸碱性水溶液为硅酸钠水溶液时，SiO2/Na2O的摩尔比优选为2.0～3.4。
核心粒子的添加量相对于生成的二氧化硅化合物100质量份为0.1～40质量份、优选为0.5～30质量份、更优选为1～24质量份的量。
向硅酸碱性水溶液中添加核心粒子的优选方式为，一边搅拌硅酸碱性水溶液一边向硅酸碱性水溶液中添加核心粒子，但是，也可以向核心粒子的水性浆料中添加硅酸碱性水溶液。
另外，可以在添加无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液之前将全部的核心粒子一起添加到硅酸碱性水溶液中，也可以分成多次添加。
在本发明使用的无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液中，作为无机酸，例如可列举盐酸、硫酸、硝酸等，在价格、处理方面优选硫酸。
作为无机酸的金属盐，可列举无机酸的钠盐、钾盐、钙盐、镁盐、铝盐等。其中，在价格、处理方面优选硫酸铝(明矾)。
另外，无机酸溶液、无机酸的金属盐溶液优选水溶液。
无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液的添加量是中和率处于95～150％的范围内的量，且添加量最好是：析出二氧化硅化合物后的多孔性填料浆的pH大于2.5且小于等于10，优选处于6.6～7.8的范围内。当无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液的添加量为中和率不足95％的量、或者得到的多孔性填料浆的pH为超过10的量时，作为原料的硅酸碱性水溶液的浪费增多。另一方面，当为中和率超过150％的量或者得到的浆料的pH小于等于2.5的量时，则浓缩多孔性填料时产生的滤液的pH变得过低，难以处理。
在此，所谓中和率是用[(无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液的添加量(g)/(理论需要中和量(g))]×100求得的值。
在析出二氧化硅化合物时，优选利用搅拌装置以5～15m/秒的周速搅拌。在此，周速成为剪切力的指标，周速越快剪切力越大。当周速不足5m/秒时，则剪切力过小，即使在核心粒子的周围析出二氧化硅化合物，有时也难以得到合适的平均粒径和狭窄的粒度分布。
另一方面，当析出时的周速超过15m/秒时，则剪切力过大，多孔性填料的粒径变小，在混合到纸中时可能会使内部结合强度降低，而且导致负荷电力增加以及设备费用高额化。
作为搅拌装置，优选搅动用铰刀、均质搅拌器、管路式搅拌器等装置。另外，也可以使用球磨机、砂磨机等粉碎机。
另外，优选使用泵等装置提高液体循环。
无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液可以在一个步骤中一起添加到硅酸碱性水溶液中，但是从形成更加良好的粒径分布考虑，优选分为两个或更多个步骤添加。
分两个或更多个步骤添加无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液时，尤其是从形成良好的粒度分布考虑，优选使第一步骤的硅酸碱性水溶液的温度为20～70℃，在第二步骤以后为大于等于70℃。另外，在第一步骤中，无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液的添加量优选使中和率处于10～50％的范围的量。
分两个或更多个步骤添加时，优选在第二步骤以后添加无机酸的金属盐溶液。当在第二步骤以后添加无机酸的金属盐溶液时，则可进一步降低多孔性填料浆的粘度，并且，可进一步提高将得到的多孔性填料混合到纸中时的膨松性和不透明度。作为在第二步骤以后添加的无机酸的金属盐溶液，在价格和处理方面考虑优选硫酸铝。
在第一步骤和第二步骤以后添加无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液，均可以是一起或者连续地添加到硅酸碱性水溶液中。
在添加无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液结束后，根据需要，也可以包括在维持添加时的温度的状态下进行搅拌的熟化工序。
当以一个步骤添加无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液时，优选使硅酸碱性水溶液的温度为60℃～该溶液的沸点，更优选为75℃～该溶液的沸点。添加无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液可以是一起或连续地添加到硅酸碱性水溶液中。
以一个阶段添加无机酸溶液和无机酸的金属盐溶液两者时，优选首先添加无机酸溶液。
为了将多孔性填料浆的电解质浓度调整到上述范围，只要适当选择上述制备方法中的硅酸碱性水溶液的浓度、无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液的添加量即可。为了提高电解质浓度，只要增大硅酸碱性水溶液的浓度、增加无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液的添加量即可，另外，可以根据需要一起或分多次添加电解质溶液和/或粉末。为了降低电解质浓度，只要降低硅酸碱性水溶液的浓度、减少无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液的添加量即可。
在本发明的多孔性填料浆中，含有在特定量的核心粒子周围附着有二氧化硅化合物的多孔性填料，且电解质浓度为特定量。利用带式过滤机、压滤机、螺旋压力机等的过滤从这种多孔性填料浆进行回收，用水等洗净的多孔性填料的比表面积为20～200m2/g，并且细孔孔径为0.10～0.80μm。如上所述，采用这种多孔性填料的话，则混合到纸中时的膨松化效果和白纸不透明度提高，并且具有适当的平均粒径和狭窄的粒度分布，可提高纸的表面强度和内部结合强度。
另外，如果采用该多孔性填料浆，则可得到平均粒径为10～40μm、混合到纸中时膨松性优良的多孔性填料。
另外，在将由上述多孔性填料浆得到的多孔性填料混合到纸中时，可以提高白纸的不透明度。
上述多孔性填料浆优选在过滤、洗净后，用水进行再分散，相对100质量份多孔性填料添加0.5～10质量份硫酸铝，进行混合、搅拌。硫酸铝的添加量更优选为1～5质量份。如此新调制的多孔性填料的粘度更低，处理性和操作性提高。
(纸)
本发明的纸含有上述多孔性填料。另外，除了上述多孔性填料外，根据需要，也可以含有通常使用于纸中的各种颜料，例如：高岭土、煅烧高岭土、碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、二氧化钛、滑石、氧化锌、氧化铝、碳酸镁、氧化镁、无定形硅酸盐、澎润土、沸石、绢云母、蒙脱石等矿物质颜料；以及苯乙烯系树脂、尿素系树脂、密胺系树脂、丙烯酸酯系树脂、亚(二)氯乙烯树脂以及这些的微小中空粒子等有机颜料。
作为形成纸的纤维素纤维原料，例如可列举：牛皮纸浆(KP)、亚硫酸盐纸浆(SP)、碳酸钠纸浆(AP)等化学纸浆；半化学木纸浆(SCP)、化学碎木纸浆(CGP)等半化学纸浆；磨碎纸浆(GP)、热磨机械纸浆(TMP、BCTMP)等机械纸浆；或者以楮树、三桠、麻、洋麻(ケナフ)等作为原料的非木材纸浆、以废纸作为原料的脱墨纸浆(DIP)。
以上物质可以单独使用，也可以将其两种或多种混合后使用。
调制含有纤维素纤维原料和上述多孔性填料的纸料，对该纸料进行抄纸，从而得到本发明的纸。作为此时使用的抄纸机，例如可列举长网式、圆网式、短网式、双网式抄纸机等。
根据需要，在纸料中可以适当添加各种阴离子性、非离子性(ノニオン性)、阳离子性或者两性的利用率(步留)提高剂、滤水性提高剂、纸力增强剂和内添上胶剂等各种抄纸用内添辅助剂、染料、荧光增白剂、pH调整剂、消泡剂、间距(ピツチ)调整剂、残渣调整剂等抄纸用内添辅助剂。
可以在本发明的纸上涂布或浸渍淀粉、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等各种表面粘结剂、松脂系列上胶剂、合成上胶剂、石油树脂系上胶剂、中性上胶剂等表面上胶剂，以及氯化钠、硫酸钠等导电剂。
上述本发明的纸因为含有上述多孔性填料，所以体积增大，且不透明度、表面强度和内部结合强度高。这种纸适合用于打印用纸、高级涂布纸、中级涂布纸、报纸用纸、各种原纸。
【实施例】
以下列举实施例详细说明本发明，但是本发明并不限定于这些实施例。此外，实施例中的“份”和“％”只要没有特殊说明则表示“质量份”和“质量％”。
在以下实施例中，平均粒径是使用激光衍射式粒度分布计(SALD2000J(株)岛津制作所制造)测定的50％体积累积值的粒径。另外，粒径的标准偏差是由通过激光衍射式粒度分布计求得的粒径算出的值。
比表面积是假设细孔形状为几何中的圆柱时全部细孔的表面积，是使用孔隙率计即ポアサイザ9320((株)岛津制作所制造)由测定范围内的压力和压入的水银量的关系求得的值。
细孔孔径是使用ポアサイザ9320((株)岛津制作所制造)测定的中间细孔直径。
多孔性填料中的核心粒子的质量比例是使用荧光X射线分析装置(スペクトリス社制造的PW2404)测定的值。
关于配管的腐蚀性，将SUS306L板(50×100×2mm)浸渍到调制为15％的1kg多孔性填料浆中，在60℃下放置72小时，通过目视评价浆料的变色程度(SUS板被腐蚀时则向浆料中洗脱，而且浆料变色)。
5(优)：对配管的腐蚀性低-1(劣)：对配管的腐蚀性高
另外，评价不足2的实用上有问题。
合成例1
在263g自来水中加入5％的硫酸钠水溶液754g后，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加市售的3号硅酸钠水溶液330g(固体成分浓度为38％)。并且，在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加作为核心粒子的碳酸钙分散液A(TP-121“纺锤形”，奥多摩工业制造，固体成分浓度为9.5％，在表中记为“碳酸钙A”。)100g(相对于100份二氧化硅化合物为10份)，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加74g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加220g硫酸，进行第二步骤的中和，得到含有多孔性填料的浆料(多孔性填料浆)。此时的无机酸和无机酸的金属盐的总添加量(用中和率表示)、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差如表1所示。
多孔性填料浆过滤、洗净后再分散到水中，用于手抄评价。再在105℃下对过滤、洗净后的块状物的部分进行干燥，测定比表面积和细孔孔径，然后用于荧光X射线分析装置的核心粒子质量比例的测定。多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表1所示。
合成例2
升温至90℃，接着在该温度下在40分钟内添加200g硫酸，进行第二步骤的中和，除此之外与合成例1同样地得到多孔性填料浆。此时的无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表1所示。
合成例3
升温至90℃，接着在该温度下在40分钟内添加170g硫酸，进行第二步骤的中和，除此之外与合成例1同样地得到多孔性填料浆。此时的无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表1所示。
合成例4
在353g自来水中加入5％的硫酸钠水溶液754g后，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加市售的3号硅酸钠水溶液330g(固体成分浓度为38％)。并且，在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加1.5g(相对于100份二氧化硅为0.15份)作为核心粒子的碳酸钙分散液A，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加74g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加174g硫酸，进行第二步骤的中和，得到多孔性填料浆。
此时的无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表1所示。
合成例5
在124g自来水中加入5％的硫酸钠水溶液754g后，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加市售的3号硅酸钠水溶液330g(固体成分浓度为38％)。并且，在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加作为核心粒子的碳酸钙分散液B(TP-121“纺锤状”，奥多摩工业制备，固体成分浓度为15.0％，在表中记为“碳酸钙B”。)253.3g(相对于100份二氧化硅化合物为40份)，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加74g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加281g硫酸(浓度为20％)，进行第二步骤的中和，得到多孔性填料浆。
此时的无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表1所示。
合成例6
在347g自来水中加入5％的硫酸钠水溶液754g后，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加市售的3号硅酸钠水溶液330g(固体成分浓度为38％)。并且，在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加8.0g(相对于100份二氧化硅化合物为0.8份)作为核心粒子的碳酸钙分散液A，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加74g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加176g硫酸，进行第二步骤的中和，得到多孔性填料浆。
此时的无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表1所示。
合成例7
在100g自来水中加入5％的硫酸钠水溶液754g后，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加市售的3号硅酸钠水溶液330g(固体成分浓度为38％)。并且，在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加280g(相对于100份二氧化硅化合物为28份)作为核心粒子的碳酸钙分散液A，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加74g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加249g硫酸(浓度为20％)，进行第二步骤的中和，得到多孔性填料浆。
此时的无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表1所示。
合成例8
在298g自来水中加入5％的硫酸钠水溶液710g后，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加市售的3号硅酸钠水溶液330g(固体成分浓度为38％)。并且，在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加作为核心粒子的100g(相对于100份二氧化硅化合物为10份)碳酸钙分散液A，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加82g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加193g硫酸，进行第二步骤的中和，得到多孔性填料浆。
此时的无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表1所示。
合成例9
在233g自来水中加入5％的硫酸钠水溶液749g后，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加市售的3号硅酸钠水溶液330g(固体成分浓度为38％)。并且，在55℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加作为核心粒子的100g(相对于100份二氧化硅化合物为10份)碳酸钙分散液A，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加69g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加205g硫酸，进行第二步骤的中和，得到多孔性填料浆。
此时的无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表1所示。
合成例10
在263g自来水中加入5％的硫酸钠水溶液754g后，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加市售的3号硅酸钠水溶液330g(固体成分浓度为38％)。并且，在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加作为核心粒子的碳酸钙分散液C(TP-222HS“立方体形”，奥多摩工业制备，固体成分浓度为9.5％，在表中记为“碳酸钙C”。)100g(相对于100份二氧化硅化合物为10份)，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm。
然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加74g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加200g硫酸，进行第二步骤的中和，得到多孔性填料浆。
此时的无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表2所示。
合成例11
在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加作为核心粒子的碳酸钙分散液D(TP-123CS“针状”，奥多摩工业制备，固体成分浓度为9.5％在表中记为“碳酸钙D”。)100g(相对于100份二氧化硅化合物为10份)，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm，除此之外与合成例2同样地得到多孔性填料浆。
此时的无机酸和无机酸的总金属盐添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表2所示。
合成例12
在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加作为核心粒子的碳酸钙分散液E(カルライトSA“花瓶状(花飾り状)”，白石工业制备，固体成分浓度为9.5％，在表中记为“碳酸钙E”。)100g(相对于100份二氧化硅化合物为10份)，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为3.3μm，除此之外与合成例2同样地得到多孔性填料浆。
此时的无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表2所示。
合成例13
在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加作为核心粒子的碳酸钙分散液F(PC，白石工业制备，“纺锤状”，固体成分浓度为9.5％在表中记为“碳酸钙F”。)100g(相对于100份二氧化硅化合物为10份)，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为4.0μm，升温到90℃后添加硫酸117g，接着添加硫酸铝(在表中记为“硫酸Al”)水溶液(浓度为20％)58g，除此之外与合成例2同样地得到多孔性填料浆。
此时的无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表2所示。
合成例14
在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加作为核心粒子的微粒陶土的分散液G(MGJ，エンゲルハ一ド制备，固体成分浓度为9.5％在表中记为“陶土G”。)100g(相对于100份二氧化硅化合物为10份)，其中微粒阳离子的平均粒径用砂磨机调整为0.8μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加硫酸(浓度为20％)74g，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加硫酸168g，进行第二步骤的中和，得到含有多孔性填料的浆料(多孔性填料浆)。此时无机酸和无机酸的总金属盐添加量(用中和率表示)、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差如表2所示。
多孔性填料浆过滤、洗净后再分散到水中，用于手抄评价。并且，在105℃下对过滤、洗净后的块状物的部分进行干燥，测定比表面积和细孔孔径，再用于荧光X射线分析装置的核心粒子质量比例的测定。多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表2所示。
合成例15
在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加作为核心粒子的剥离陶土(デラミカオリン)的分散液H(NUG，エンゲルハ一ド制备，固体成分浓度为9.5％，在表中记为“陶土H”。)100g(相对于100份二氧化硅化合物为10份)，其中剥离陶土(デラミカオリン)的平均粒径用砂磨机调整为4.1μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加74g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加168g硫酸，进行第二步骤的中和，得到含有多孔性填料的浆料(多孔性填料浆)。此时无机酸和无机酸盐的金属盐的总添加量(用中和率表示)、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差如表2所示。
多孔性填料浆过滤、洗净后再分散到水中，用于手抄评价。并且，在105℃下对过滤、洗净后的块状物的部分进行干燥，测定比表面积和细孔孔径，并用于荧光X射线分析装置的核心粒子质量比例的测定。多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表2所示。
合成例16
在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加作为核心粒子的重质碳酸钙分散液I(FMT-90，フアイマテツク制备，固体成分浓度为9.5％，在表中记为“碳酸钙I”。)100g(相对于100份二氧化硅化合物为10份)，其中重质碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为1.2μm。除此之外与合成例2同样地得到多孔性填料浆。
此时的无机酸和无机酸的总金属盐添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表2所示。
合成例17
在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加作为核心粒子的滑石分散液J(滑石B，日本タルク制备，固体成分浓度为9.5％，在表中记为“滑石J”。)100g(相对于100份二氧化硅化合物为10份)，其中滑石的平均粒径用砂磨机调整为1.2μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加74g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加168g硫酸，进行第二步骤的中和，得到含有多孔性填料的浆料(多孔性填料浆)。此时无机酸和无机酸的金属盐的总添加量(用中和率表示)、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差如表2所示。
将多孔性填料浆过滤、洗净后再分散到水中，用于手抄评价。并且，在105℃下对过滤、洗净后的块状物的部分进行干燥，测定比表面积和细孔孔径，并用于荧光X射线分析装置的核心粒子质量比例的测定。多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表2所示。
合成例18
在366g自来水中加入5％的硫酸钠水溶液743g后，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加市售的3号硅酸钠水溶液330g(固体成分浓度为38％)。并且，在40℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加作为核心粒子的10g(相对于100份二氧化硅化合物为1份)碳酸钙分散液A，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加62g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加188g硫酸，进行第二步骤的中和，得到多孔性填料浆。
此时的无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表2所示。
合成例19
在60g自来水中加入5％的硫酸钠水溶液434g后，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加市售的3号硅酸钠水溶液330g(固体成分浓度为38％)。并且，在65℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加300g(相对于100份二氧化硅化合物为30份)作为核心粒子的碳酸钙分散液A，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加82g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加247g硫酸，进行第二步骤的中和，得到多孔性填料浆。
此时的无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表2所示。
合成例20
在353g自来水中加入5％的硫酸钠水溶液754g后，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加市售的3号硅酸钠水溶液330g(固体成分浓度为38％)。并且，在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加0.8g(相对于100份二氧化硅化合物为0.08份)作为核心粒子的碳酸钙分散液A，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加74g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加174g硫酸，进行第二步骤的中和，得到多孔性填料浆。
此时的无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表3所示。
合成例21
在66g自来水中加入5％的硫酸钠水溶液754g后，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加市售的3号硅酸钠水溶液330g(固体成分浓度为38％)。并且，在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加作为核心粒子的317g(相对于100份二氧化硅化合物为50份)碳酸钙分散液A，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加74g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加308g硫酸，进行第二步骤的中和，得到多孔性填料浆。
此时无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表3所示。
合成例22
在176g自来水中加入5％的硫酸钠水溶液754g后，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加市售的3号硅酸钠水溶液506g(固体成分浓度为38％)。并且，在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加5g(相对于100份二氧化硅化合物为0.5份)作为核心粒子的碳酸钙分散液A，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加57g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加192g硫酸，进行第二步骤的中和，得到多孔性填料浆。
此时无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表3所示。
合成例23
在1375g自来水中加入5％的硫酸钠水溶液47g后，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加市售的3号硅酸钠水溶液330g(固体成分浓度为38％)。并且，在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加作为核心粒子的100g(相对于100份二氧化硅化合物为10份)碳酸钙分散液A，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加92g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加183g硫酸，进行第二步骤的中和，得到多孔性填料浆。
此时无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表3所示。
合成例24
在1383g自来水中加入5％的硫酸钠水溶液32g后，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加市售的3号硅酸钠水溶液330g(固体成分浓度为38％)。并且，在50℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加100g(相对于100份二氧化硅化合物为10份)作为核心粒子的碳酸钙分散液A，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加99g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加176g硫酸，进行第二步骤的中和，得到多孔性填料浆。
此时无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表3所示。
合成例25
一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边向5％的硫酸钠水溶液686g中添加市售的3号硅酸钠水溶液330g(固体成分浓度为38％)。并且，在65℃温度下，一边用搅拌器(スリ一ワンモ一タ)搅拌一边添加100g(相对于100份二氧化硅化合物为10份)作为核心粒子的碳酸钙分散液A，其中碳酸钙的平均粒径用砂磨机调整为0.6μm。然后，将搅拌翼的周速调整为10m/秒，在15分钟内添加59g硫酸(浓度为20％)，进行第一步骤的中和后，在上述周速的状态下升温至90℃。接着，在该温度下在40分钟内添加215g硫酸，进行第二步骤的中和，得到多孔性填料浆。
此时无机酸和无机酸盐的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表3所示。
合成例26
在第一步骤的中和后升温至90℃，然后在该温度下在40分钟内添加191g硫酸，进行第二步骤的中和，除此以外与合成例1同样地得到多孔性填料浆。
此时无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表4所示。
合成例27
在第一步骤的中和后升温至90℃，然后在该温度下在40分钟内添加186g硫酸，进行第二步骤的中和，除此以外与合成例1同样地得到多孔性填料浆。
此时无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表4所示。
合成例28
在第一步骤中和后升温至90℃，然后在该温度下在40分钟内添加179g硫酸，进行第二步骤的中和，除此以外与合成例1同样地得到多孔性填料浆。
此时无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表4所示。
合成例29
在第一步骤的中和后升温至90℃，然后在该温度在40分钟内添加174g硫酸，进行第二步骤的中和，除此以外与合成例1同样地得到多孔性填料浆。
此时无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表4所示。
合成例30
在第一步骤的中和后升温至90℃，然后在该温度下在40分钟内添加171g硫酸，进行第二步骤的中和，除此以外与合成例1同样地得到多孔性填料浆。
此时无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表4所示。
合成例31
在第一步骤的中和后升温至90℃，然后在该温度下在40分钟内依次添加124g硫酸、58g硫酸铝溶液(20％)，除此以外与合成例1同样地得到多孔性填料浆。
此时无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表4所示。
合成例32
在第一步骤的中和后升温至90℃，然后在该温度下在40分钟内添加176g硫酸，进行第二步骤的中和，除此以外与合成例1同样地得到多孔性填料浆。
此时无机酸和无机酸的金属盐的总添加量、多孔性填料浆的pH、电解质浓度、多孔性填料的平均粒径和标准偏差、多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表4所示。
多孔性填料浆过滤、洗净后再分散到水中，然后添加9.5g硫酸铝水溶液(浓度为20％)并搅拌，用于手抄评价。并且，在添加硫酸铝水溶液后，在105℃下对将浆料过滤、洗净后的块状物的部分进行干燥，测定比表面积和细孔孔径，并用于荧光X射线分析装置的核心粒子质量比例的测定。多孔性填料的比表面积、细孔孔径、核心粒子的质量比例如表4所示。
上述合成例1～32的条件如表1～4中所作归纳。
pH为6.6～7.8的合成例5、13、27～32的多孔性填料浆对配管的腐蚀性低，并且粘度低，处理性优良。
表1
| 合成例编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| <核心粒子> | |||||||||
| 种类 | 碳酸钙A | 碳酸钙A | 碳酸钙A | 碳酸钙A | 碳酸钙A | 碳酸钙A | 碳酸钙A | 碳酸钙A | 碳酸钙A |
| 平均粒径(μm) | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
| 添加量(份) | 10 | 10 | 10 | 0.15 | 40 | 0.8 | 28 | 10 | 10 |
| <合成> | |||||||||
| 反应温度(℃) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 55 |
| 第一步骤的中和 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 |
| 第二步骤的中和 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 |
| 无机酸和无机酸的金属盐的总添加量(中和率(％)) | 119 | 111 | 98 | 100 | 144 | 101 | 131 | 111 | 111 |
| 最终pH | 2.7 | 5.0 | 8.0 | 4.6 | 7.2 | 5.0 | 5.7 | 5.0 | 5.0 |
| 电解质浓度(g/L) | 64.6 | 65.3 | 66.3 | 66.2 | 62.6 | 66.1 | 63.6 | 64.2 | 66.6 |
| <多孔性填料物性> | |||||||||
| 核心粒子质量比例(份) | 1.0 | 4.0 | 7.5 | 0.14 | 34 | 0.7 | 25 | 9.0 | 9.0 |
| 比表面积(m2/g) | 96 | 91 | 82 | 48 | 178 | 55 | 147 | 185 | 22 |
| 细孔孔径(μm) | 0.18 | 0.20 | 0.21 | 0.38 | 0.11 | 0.30 | 0.13 | 0.11 | 0.75 |
| 平均粒径(μm) | 18.0 | 17.5 | 17.0 | 14.0 | 24.0 | 16.8 | 20.5 | 20.0 | 18.2 |
| 粒径的标准偏差 | 0.230 | 0.228 | 0.225 | 0.302 | 0.314 | 0.291 | 0.291 | 0.259 | 0.253 |
| 15％浆料的粘度(mPa·s) | 335 | 330 | 580 | 230 | 535 | 255 | 515 | 520 | 185 |
| 配管腐蚀性 | 2 | 3 | 5 | 3 | 5 | 3 | 3 | 3 | 3 |
表2
| 合成例编号 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
| <核心粒子> | ||||||||||
| 种类 | 碳酸钙C | 碳酸钙D | 碳酸钙E | 碳酸钙F | 碳酸钙G | 碳酸钙H | 碳酸钙I | 碳酸钙J | 碳酸钙A | 碳酸钙A |
| 平均粒径(μm) | 0.61 | 0.58 | 3.3 | 4.0 | 0.79 | 4.08 | 1.2 | 4.0 | 0.6 | 0.6 |
| 添加量(份) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 1 | 30 |
| <合成> | ||||||||||
| 反应温度(℃) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 40 | 65 |
| 第一步骤的中和 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 |
| 第二步骤的中和 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸硫酸Al | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 |
| 无机酸和无机酸的金属盐的总添加量(中和率(％)) | 111 | 111 | 111 | 97 | 98 | 98 | 111 | 98 | 101 | 133 |
| 最终pH | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 7.5 | 6.0 | 6.0 | 5.0 | 6.0 | 5.0 | 5.9 |
| 电解质浓度(g/L) | 65.3 | 65.3 | 65.3 | 65.3 | 65.3 | 65.3 | 65.3 | 65.3 | 65.4 | 68.3 |
| <多孔性填料物性> | ||||||||||
| 核心粒子质量比例(份) | 8.5 | 8.5 | 8.5 | 8.5 | 8.5 | 8.5 | 8.5 | 8.5 | 0.9 | 26 |
| 比表面积(m2/g) | 92 | 91 | 87 | 52 | 91 | 88 | 91 | 88 | 70 | 145 |
| 细孔孔径(μm) | 0.20 | 0.20 | 0.22 | 0.42 | 0.20 | 0.21 | 0.20 | 0.20 | 0.25 | 0.14 |
| 平均粒径(μm) | 17.4 | 17.5 | 18.5 | 18.8 | 17.6 | 18.8 | 17.9 | 18.8 | 8.5 | 43 |
| 粒径的标准偏差 | 0.224 | 0.228 | 0.241 | 0.321 | 0.235 | 0.228 | 0.228 | 0.228 | 0.215 | 0.326 |
| 15％浆料的粘度(mPa·s) | 325 | 330 | 322 | 90 | 360 | 355 | 325 | 320 | 295 | 474 |
| 配管腐蚀性 | 3 | 3 | 3 | 5 | 4 | 4 | 3 | 4 | 3 | 4 |
表3
| 合成例编号 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| <核心粒子> | ||||||
| 种类 | 碳酸钙A | 碳酸钙A | 碳酸钙A | 碳酸钙A | 碳酸钙A | 碳酸钙A |
| 平均粒径(μm) | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
| 添加量(份) | 0.08 | 50 | 0.5 | 10 | 10 | 10 |
| <合成> | ||||||
| 反应温度(℃) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 第一步骤的中和 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 |
| 第二步骤的中和 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 |
| 无机酸和无机酸的金属盐的总添加量(中和率(％)) | 100 | 155 | 101 | 111 | 111 | 111 |
| 最终pH | 5.0 | 7.8 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 |
| 电解质浓度(g/L) | 66.2 | 61.7 | 80.6 | 33.4 | 34.2 | 80.7 |
| <多孔性填料物性> | ||||||
| 核心粒子质量比例(份) | 0.07 | 45 | 0.4 | 8.6 | 8.5 | 8.5 |
| 比表面积(m2/g) | 32 | 197 | 15 | 245 | 190 | 22 |
| 细孔孔径(μm) | 0.43 | 0.12 | 0.55 | 0.11 | 0.08 | 0.90 |
| 平均粒径(μm) | 14.1 | 27.0 | 10.3 | 21.2 | 26.7 | 12.9 |
| 粒径的标准偏差 | 0.377 | 0.385 | 0.389 | 0.266 | 0.241 | 0.392 |
| 15％浆料的粘度(mPa·s) | 220 | 549 | 193 | 605 | 535 | 210 |
| 配管腐蚀性 | 3 | 5 | 3 | 3 | 3 | 3 |
表4
| 合成例编号 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 |
| <核心粒子> | |||||||
| 种类 | 碳酸钙A | 碳酸钙A | 碳酸钙A | 碳酸钙A | 碳酸钙A | 碳酸钙A | 碳酸钙A |
| 平均粒径(μm) | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
| 添加量(份) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| <合成> | |||||||
| 反应温度(℃) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 第一步骤的中和 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 |
| 第二步骤的中和 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸 | 硫酸硫酸Al | 硫酸第三步骤的中和硫酸Al |
| 全部无机酸和无机酸的金属盐的总添加量(中和率(％)) | 107 | 105 | 102 | 100 | 99 | 100 | 101 |
| 最终pH | 6.2 | 6.6 | 7.0 | 7.4 | 7.8 | 6.6 | 7.1 |
| 电解质浓度(g/L) | 65.4 | 65.3 | 65.3 | 64.9 | 69.5 | 65.3 | 65.3 |
| <多孔性填料物性> | |||||||
| 核心粒子质量比例(份) | 7.0 | 7.2 | 7.3 | 7.4 | 7.7 | 7.3 | 7.3 |
| 比表面积(m2/g) | 88 | 88 | 90 | 90 | 91 | 64 | 79 |
| 细孔孔径(μm) | 0.21 | 0.21 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.26 | 0.22 |
| 平均粒径(μm) | 17.4 | 17.5 | 17.5 | 17.5 | 17.0 | 17.6 | 17.5 |
| 粒径的标准偏差 | 0.225 | 0.225 | 0.225 | 0.225 | 0.223 | 0.227 | 0.226 |
| 15％浆料的粘度(mPa·s) | 330 | 330 | 340 | 349 | 358 | 105 | 235 |
| 配管腐蚀性 | 4 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
制备例1
在加拿大标准滤水度(CSF)为450mL的漂白化学纸浆(BKP)的浆料中添加在合成例1中得到的多孔性填料，使多孔性填料相对于每质量纸为7份，再相对100份绝干纸浆量添加1.0份淀粉、0.03份烷基烯酮二聚体、0.5份明矾、0.02份利用率(歩留)提高剂(DR-1500，ハイモ社制备)，由此调制纸料。该纸料使用方型手抄装置抄制为风干后的目标基重是70g/m2，利用压榨机脱水后，使用圆筒干燥器进行干燥，制成薄片。然后，用25kg/cm的线压施加压延机处理，得到成品纸。
制备例2～32
除了将制备例1中的通过合成例1得到的多孔性填料分别变更为表1～4所示的通过合成例2～32得到的以外，在与制备例1相同的条件下得到成品纸。
对各制备例的纸进行以下评价。评价结果如表5～8所示。
基重：根据JIS P 8124进行测定。
纸的紧度(密度)：根据JIS P 8118进行测定。
灰份：根据JIS P 8251，在525℃下灰化后测定。
不透明度：根据JIS P 8149进行测定。
内部结合强度：基于J.TAPPI No.18-2进行测定。
表面强度(打印强度)：用RI打印机(明製作所制造)，并使用胶版(offet)墨T13进行打印，对此时的纸的表面强度进行评价。
◎：强度高，实用上没有问题，品质也优良。
○：强度高，实用上没有问题。
△：强度稍差，实用上有问题。
×：强度明显差，实用上有问题，品质也明显差。
表5
| 制备例编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 多孔性填料(合成例编号) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| <纸质量> | |||||||||
| 基重(g/m2) | 71.2 | 71.1 | 72 | 71.4 | 71.3 | 71 | 72.1 | 71.6 | 71.9 |
| 纸厚(μm) | 107 | 106 | 107 | 102 | 101 | 104 | 106 | 102 | 106 |
| 紧度(g/m3) | 0.667 | 0.671 | 0.673 | 0.700 | 0.704 | 0.680 | 0.682 | 0.701 | 0.680 |
| 灰份(％) | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 |
| 不透明度(％) | 85.70 | 85.66 | 85.62 | 86.80 | 84.61 | 86.54 | 85.12 | 84.49 | 87.39 |
| 内部结合强度(J/m2) | 549 | 544 | 541 | 485 | 487 | 520 | 521 | 505 | 503 |
| 表面强度 | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ◎ |
| 王研式平滑度(秒) | 54 | 55 | 56 | 61 | 67 | 58 | 59 | 65 | 58 |
表6
| 制备例编号 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
| 多孔性填料(合成例编号) | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
| <纸质量> | ||||||||||
| 基重(g/m2) | 72.4 | 71.4 | 70.9 | 71.1 | 70.9 | 71.7 | 71.9 | 71.8 | 71.6 | 72.1 |
| 纸厚(μm) | 108 | 106 | 106 | 101 | 105 | 107 | 107 | 107 | 102 | 107 |
| 紧度(g/m3) | 0.672 | 0.672 | 0.67 | 0.701 | 0.673 | 0.67 | 0.671 | 0.670 | 0.700 | 0.674 |
| 灰份(％) | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 |
| 不透明度(％) | 85.71 | 85.73 | 85.89 | 87.42 | 85.88 | 85.97 | 85.55 | 85.55 | 85.71 | 84.67 |
| 内部结合强度(J/m2) | 542 | 522 | 550 | 482 | 531 | 542 | 544 | 511 | 489 | 487 |
| 表面强度 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ |
| 王研式平滑度(秒) | 57 | 56 | 53 | 36 | 54 | 54 | 55 | 54 | 64 | 55 |
表7
| 制备例编号 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| 多孔性填料(合成例编号) | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| <纸质量> | ||||||
| 基重(g/m2) | 71.6 | 70.8 | 71.3 | 71.8 | 72.3 | 71.4 |
| 纸厚(μm) | 104 | 98 | 107 | 100 | 100 | 107 |
| 紧度(g/m3) | 0.691 | 0.719 | 0.668 | 0.718 | 0.723 | 0.667 |
| 灰份(％) | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 |
| 不透明度(％) | 86.92 | 84.37 | 87.62 | 83.17 | 84.39 | 87.43 |
| 内部结合强度(J/m2) | 367 | 395 | 263 | 529 | 521 | 533 |
| 表面强度 | × | × | × | ○ | ○ | × |
| 王研式平滑度(秒) | 63 | 73 | 38 | 70 | 72 | 39 |
表8
| 制备例编号 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 |
| 多孔性填料(合成例编号) | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 |
| <纸质量> | |||||||
| 基重(g/m2) | 71.2 | 71.9 | 72.0 | 71.2 | 71.4 | 71.2 | 71.3 |
| 纸厚(μm) | 107 | 108 | 108 | 107 | 107 | 111 | 107 |
| 紧度(g/m3) | 0.667 | 0.667 | 0.668 | 0.668 | 0.67 | 0.643 | 0.667 |
| 灰份(％) | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 |
| 不透明度(％) | 85.66 | 85.67 | 85.68 | 85.68 | 85.65 | 87.22 | 86.11 |
| 内部结合强度(J/m2) | 550 | 552 | 551 | 551 | 555 | 550 | 550 |
| 表面强度 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
| 王研式平滑度(秒) | 55 | 55 | 54 | 55 | 53 | 50 | 54 |
含有核心粒子和配置在核心粒子周围的二氧化硅化合物、用特定的制备方法制备、具有特定的比表面积和细孔孔径的制备例1～19和制备例26～32的多孔性填料，可防止被调制纸浆浆料时的剪切力、压榨机压力和压延机压力压坏，纸的膨松化效果好，并且白纸上的不透明度高。另外，具有合适的平均粒径和狭窄的粒度分布，所以纸的表面强度和内部结合强度高。
与此相对，核心粒子的质量比例小的制备例20的多孔性填料在内部结合强度、表面强度上不能得到满意的结果。
核心粒子超过40质量份的制备例21的多孔性填料的膨松化效果、内部结合强度、表面强度不足。
比表面积不足20m2/g的制备例22的多孔性填料的内部结合强度、表面强度不足。
比表面积超过200m2/g的制备例23的多孔性填料的膨松化效果不足。
细孔孔径不足0.10μm的制备例24的多孔性填料的膨松化效果不足。
细孔孔径超过0.80μm的制备例25的多孔性填料的表面强度不足。
Claims (7)
1.一种多孔性填料，包含核心粒子和附着在所述核心粒子周围的二氧化硅化合物，其特征在于：
所述核心粒子的质量比例相对于100质量份二氧化硅化合物为0.1～40质量份；
所述多孔性填料的比表面积为20～200m2/g，并且细孔孔径为0.10～0.80μm。
2.根据权利要求1所述的多孔性填料，其特征在于：平均粒径为10～40μm。
3.一种多孔性填料浆，在其分散剂中含有多孔性填料，所述多孔性填料具有核心粒子和附着在所述核心粒子周围的二氧化硅化合物，其特征在于：
所述核心粒子的质量比例相对于100质量份二氧化硅化合物为0.1～40质量份；
所述多孔性填料浆的电解质浓度为35～80g/L。
4.根据权利要求3所述的多孔性填料浆，其特征在于：pH为6.6～7.8。
5.一种多孔性填料的制备方法，包括如下工序：在硅酸碱性水溶液中添加核心粒子后，添加无机酸溶液和/或无机酸的金属盐溶液，进行中和，使核心粒子的周围析出二氧化硅化合物，从而调制含有多孔性填料的多孔性填料浆；以及从所述多孔性填料浆中回收多孔性填料，其特征在于：
所述核心粒子的添加量相对于100质量份二氧化硅化合物为0.1～40质量份，并使多孔性填料浆中的电解质浓度为35～80g/L。
6.根据权利要求5所述的多孔性填料的制备方法，其特征在于：使多孔性填料浆的pH为6.6～7.8。
7.一种纸，其特征在于：含有权利要求1或2所述的多孔性填料。
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